数字化学习资源画面色彩表征影响学习注意的研究*

王志军 曹晓静

（天津师范大学 教育科学学院，天津300387）

一、引言

学习科学理论指出智力活动是基于表征（Representations）的，表征是指概念、信念、事实、模式等知识结构[1]。在知识信息化、可视化的领域中，知识表征是指知识的外在表现形式， 是承载知识的图解手段，是直接作用于人感官的刺激材料[2]。 其中色彩表征（Color Representations）是知识表征中一种重要的特殊形态，它是利用色彩信息及其基本属性的变化、组合、布局、搭配等色彩构成手段，形成对知识的视觉传达。

在教育信息化的领域中， 数字化学习资源画面的色彩表征，不仅具有表征知识内涵的作用，而且在学习过程中具有吸引、导航、保持学习者学习注意的重要作用。在学习的整个心理活动过程中，学习注意对学习效果有着重要的影响， 学习注意决定着学习者能否对学习内容进一步记忆与深入思考， 真正的学习能否发生。因此，在数字化学习资源画面色彩表征设计中，除了要正确的表征知识内容，还应实现对学习注意的科学动态管控，使信息化学习资源更有利于发挥学习的导航与支撑作用，以显著提升学习效果。

在信息化学习过程中，学习者经常面对的交互对象、直接引起其学习注意的是学习资源画面，因而，学习资源色彩表征的研究要以学习资源画面作为主要研究对象。 目前，学习资源画面色彩表征的已有研究更多关注于知识表达，而忽略了学习注意影响这一重要因素， 在学习资源画面的设计上仍存在一定的缺陷。 因此，本研究拟从系统论、脑科学的角度，分析色彩表征对学习注意影响的机制，探讨利用色彩表征的设计管控对于学习注意的可行性及实施途径。

二、学习注意的类型与过程分析

本研究依据认知过程中学习注意的作用， 对学习注意进行了分类， 并从学习注意支持认知过程的视角，分析了学习注意的过程。

（一）学习注意及其类型分析

1.学习注意概念的界定

在心理学领域，普遍认为“注意”是指个体的心理活动或意识对一定对象的指向与集中[3]，而“学习注意” 则是指学习者的心理活动对与知识信息有关的各种刺激的指向与集中。

在教育科学研究领域，“学习注意” 的研究应是针对学习者和学习活动， 包括面向学习资源画面中与知识信息有关的各种刺激。“学习注意”，是一个在学习过程中“接受神经冲动模式”的初始教学事件[4]，也是大脑内部中枢神经系统的一个（假设）结构[5]。 具体而言， 当学习者的心理活动指向或被吸引指向与知识信息有关的某种刺激时，该刺激特征（如，色彩信息）瞬间进入学习者大脑中枢神经系统，并在学习者感觉登记器中登记，形成鲜明的形象性信息，得到暂时存储，以便为随后的学习过程做出素材准备。学习者正是在这种注意的心理活动引导下， 才能启动和完成学习过程。

从建构主义学习观的视角看， 学习不是学习者被动地接收信息刺激， 而是学习者主动地对知识进行意义建构。在这个过程中，“学习注意”起到了重要作用。“学习注意”从最初被动的知识信息刺激驱动，发展为主动的知识目标导向驱动， 为学习者捕获并暂存了，从主观上更愿意、更容易接受的初级形象性信息，知识的意义建构也就随之开启。可见，“学习注意”不是学习本身，也不是学习的结果，而是学习者进行知识意义建构的必要心理条件和前提。

2.学习注意类型的分析

在教育科学研究领域，目前，关于学习注意类型的解读有多种。例如：根据学习者有无预定目标以及是否需要意志努力的参与， 分为无意注意与有意注意；根据学习者的行为与动作对注意捕获的影响，分为外显性注意和内隐性注意等。 由于学习注意的类型伴随着学习过程的初始阶段呈阶段性变化， 其类型在此过程中也在逐步衍变， 以上这些分类形式并不适合直接探讨学习资源画面设计对学习注意影响的问题。因此，本研究拟从学习注意过程阶段性变化的视角进行分类。

类型一，选择性学习注意。它是指学习者在学习过程中瞬间选择反映知识实质的主要内容信息，而忽略其他非主要知识信息的注意类型， 是学习者确保有限的注意资源高效率运行的基础。一般来说，在选择性注意的过程中会出现无意注意与有意注意，而注意的选择是有意注意的主要功能之一[6]，学习者对知识信息的心理表征， 始于学习者基于感觉经验的有意注意，即选择性学习注意。优质的学习资源画面应在客观上利用有效的刺激并强化对知识信息的选择性学习注意，避免新异刺激（如，强烈的色彩刺激）引起注意朝向反射的现象。

类型二，持续性学习注意。它是指学习者在一段时间内面对复杂的认知活动， 保持对知识信息注意的相对稳定的注意类型， 是学习者利用有限的注意资源，捕获完整知识信息的保障。当学习者不能保持注意持续进行时， 会出现与注意稳定相反的注意分散。 优质的学习资源画面应在客观上避免无效信息或冗余信息（如，色彩冗余）带来的注意分散，以维持学习者对主要的、重要的、核心的知识及其相互关系的注意稳定。

类型三，分配性学习注意。它是指学习者在同一时间对两种或两种以上的目标进行注意， 并根据需要在各个知识目标之间形成往返的注意类型， 是学习者利用有限注意资源， 完成复杂学习任务的基本要求。当学习者对分配的活动不熟悉，或者这些活动本身较为复杂，再或者是偏重智力的活动时，那么注意资源的分配就会比较困难，反之就较为容易。优质的学习资源画面设计， 应在客观上针对学习活动的复杂程度、学习性质（智能的、技能的）以及学习者的个体差异、交互操作的需求等，进行恰当的设计，避免引起因注意资源有限而对多个目标分配不足的注意瞬脱现象。

（二）学习注意过程的分析

彭聃龄认为，“注意” 指向并集中于一定对象之后，会保持一定的时间，以维持心理活动的持续进行[7]。Broadbend、Treisman、Norman 等学者在早 期的注意研究中， 均认为注意伴随着信息加工的某个特定阶段[8]，Johnston 与Heinz 认为，注意伴随着信息加工的多个阶段[9]。 尽管这些理论存在一定差异，但是可以确定的是， 学习注意是一种伴随着某段信息加工过程的心理活动过程。

学习注意并不会出现在学习过程的所有阶段。从Gagne 教学设计的研究视角出发， 经过分析可以看出，学习注意出现在学习过程（动机、领会、获得、存储、回忆、迁移、作业、反馈八个阶段）中的“领会”这一初始阶段[10]。 “领会”阶段学习者的心理活动开始指向与新知识特征信息相关的各种刺激， 并进行阶段性的“注意加工”（指学习者注意的实施），从而在其大脑中形成知识特征整合体短暂记忆的形象性信息。此时，学习者对这些形象性信息进行知觉编码并存储于短时记忆中， 才实现了对知识信息的精准“领会”（初步了解，认识事物并有所体会）；随后，学习过程才进入了“获得”阶段。 因此，在学习过程的“领会”阶段，利用学习资源画面的精巧设计，激活学习者活跃的学习注意心理活动， 是开启学习过程的必要前提。

伴随着“领会”学习过程，学习注意的加工过程呈现阶段性变化，并会消耗大量的注意资源[11]（注意资源总量是有限的）。 最初，瞬间进入学习者大脑中枢神经系统的事物刺激特征，会在感觉登记器中被自动地选择与登记，此时是注意的“自动加工”，无需消耗注意资源；随后，学习者只有持续不断地进行注意的“序列加工”，才能使该刺激特征与知识的更多的相关信息构成一种特征整合的客体，在感觉登记器中被有序地登记，此时，会消耗一定的注意资源[12]；再后学习者进行注意的“精细加工”[13]，对不同知识信息的刺激形成形象性目标，并会决定注意是否分配到某个目标刺激所在的时空位置， 此时，会消耗大量的注意资源。可见，在“领会”阶段，学习注意呈现出 “自动加工→序列加工→精细加工”的阶段性变化过程，学习者在不同阶段消耗了不同量的注意资源。 因此，学习资源画面的设计应针对学习者的这种注意加工的阶段性变化，提供相对应的资源呈现形式，以降低注意资源的冗余消耗，提高注意加工的效率。

学习注意过程是一个从“刺激驱动”捕获注意发展到“目标驱动”捕获注意的过程。 “刺激驱动”因素和“目标驱动”因素决定了学习者注意加工的对象[14]。起初，当学习者受到知识的显性刺激时，学习者并不是主动地去注意知识信息，而是被动、自动地接受知识信息特征的刺激驱动，其学习注意瞬间被捕获后，所注意到的刺激特征， 会自动从其他刺激特征中分化出来，此时，注意类型成为“选择性学习注意”；之后，学习者在显性刺激的激励下，开始持续地追逐刺激对象， 从而越来愈多地感受到知识信息的隐形刺激，注意类型也发展为“持续性学习注意”；再后，逐渐形成的知识信息的形象性目标， 成为驱动学习注意加工的主要因素。此时，学习者会主动地扫描学习资源画面中的知识目标刺激信息， 学习注意还会在不同的知识目标刺激之间往返，形成主动的“分配性学习注意”。 可见，在注意的加工从被动到主动的过程中，学习注意的类型也随之经历了“选择性注意→持续性注意→分配性注意”的变化过程。 因此，学习资源画面的设计要针对注意类型的这一变化过程，研究知识表征的基本形态对这些不同阶段注意类型的影响，以期采用最佳的表征方案，最大限度地提高学习注意的效能。

综上所述，伴随着学习初始阶段的“领会”过程，学习注意的过程可以归结为三个阶段：阶段一，学习注意的自动加工阶段，在显性刺激的驱动下，学习者的注意类型成为被动的“选择性学习注意”；阶段二，学习注意的序列加工阶段， 在由显性为主过渡到隐性为主的刺激驱动下， 学习者对知识信息的注意加工从被动逐渐过渡到主动的局面， 扩大了刺激驱动的范围，学习注意类型也发展为“持续性学习注意”；阶段三，学习注意的精细加工阶段，在知识目标驱动下， 学习者开始区分知识目标并利用交互主动地追逐知识目标，学习注意类型也发展为“分配性学习注意”。 学习注意的过程，如图1 所示。

图1 学习注意的过程

三、学习资源画面色彩表征的分析

学习资源画面本质上是一种多媒体画面， 从多媒体画面的视角分析影响学习注意的因素有很多。其中，学习资源画面色彩表征（以下简称色彩表征）重要且独特。 色彩表征是多媒体画面中用来表征知识对象的一切色彩信息的表现形态， 本文主要通过探讨其基本形态及其基本特征， 分析其影响学习注意的方式与途径。

（一）色彩表征的基本形态

学习资源画面包括图、文、声、像及交互五大媒体要素， 色彩是媒体要素中视觉信息的基本属性之一[15]，色彩表征正是利用色彩基本属性的变化、组合、布局、搭配等色彩构成手段，形成对知识色彩信息的视觉传达。 从知识表征影响学习注意的研究视角来看，可将色彩表征归结为以下三种基本形态，分别承载着色彩内容、色彩关系和色彩目标三类色彩信息。

1.知识内容形态

色彩表征的知识内容形态， 反映了多媒体画面中知识内容（即按照不同的知识类型，对其事实、信息、原理以及概念的描述、区分与解析的知识信息）的色彩内容的形式或状态。 色彩内容是体现知识本质的一种直观可视的显性刺激色彩信息， 是多媒体画面中的具象色彩（包括色彩的质感、肌理、色调等表面变化），映射出与其密切关联的知识内容，使多媒体画面中的知识内容的表达更为直接、准确，在学习者大脑中更具有真实性与临场性。

2.知识关系形态

色彩表征的知识关系形态， 反映了多媒体画面中知识关系（即按照一定组合方式和比例构建的，具有多层次、交互性的知识框架）的色彩关系的形式或状态。色彩关系是一种由多媒体色彩元素经转化、组合、布局、搭配等衍生而来的隐性刺激色彩信息，是多媒体画面中的抽象的色彩 （包括色彩的数量、比例、排列次序、组合方式等结构变化），映射出与其密切关联的知识关系， 使多媒体画面中的知识关系表达更为准确且具有固定性、层次性、序列性。

3.知识目标形态

色彩表征的知识目标形态， 是反映多媒体画面中知识目标（即从学习的心理需求出发，凸显当前的学习对象或操作对象的知识内容集合） 的色彩目标的形式或状态。 色彩目标是一种由多媒体色彩信息的深浅、明暗、轻重等对比的设计手段，或闪烁、高亮等设计手段， 凸显当前学习对象或交互操作对象的色彩信息， 使多媒体画面中的知识目标更加明确且具有方向性与集中性。

综上所述， 学习资源画面色彩表征设计的基本形态，在客观上应呈现出知识内容辨识度高、知识关系线索显著、知识目标范围清晰的综合优化形态，以支持学习注意加工和学习过程。

（二）色彩表征的基本特性

色彩表征的三种基本形态相互结合， 构成了学习资源画面中知识色彩信息的视觉传达， 也决定了学习资源画面中色彩表征的基本特性。

1.显性与隐性刺激共存的画面特性

色彩表征的知识内容形态会在学习者的大脑中产生“显性”的视觉客观刺激，这是因为在某些情况下，色彩内容直接附着在多媒体画面的知识内容上，使画面具有了色彩表征显性刺激的特性。 学习者会对其形成具象联想、感性认识的色彩心理效应。色彩表征的知识关系形态会在学习者大脑中会产生 “隐性”的视觉客观刺激，这是因为在某些情况下，色彩关系隐含在多媒体画面的知识关系中， 画面具有了色彩表征隐性刺激的特性。 这种隐形刺激虽然不能直接使学习者形成具象联想，但是，它可以使学习者调用先前知识经验与记忆，使学习者形成抽象联想，进而形成理性认知的色彩心理效应。

2.视致简与实致繁的学习体验特性

优质学习资源画面的色彩表征设计， 既易于瞬间吸引学习者的注意、 满足学习者简洁易辨的视觉习惯（视致简），又易于维持学习者的持续注意、承载复杂繁复的知识信息（实致繁），使学习者产生了轻松易学而又满载充盈的学习体验。这是因为，简洁而直观的色彩表征知识内容形态， 有利于学习者正确地在瞬间感知真实的学习情境与知识内容， 规避间接描述可能带来的曲解与错误； 简洁而有序的色彩表征知识关系形态， 有利于化解复杂知识的难度与深度，突出主要因素、忽略次要因素，更便于学习者理解知识的内涵及其结构关系。总之，简洁而明确的色彩表征知识目标形态， 有利于学习者对知识整体的精准理解和恰当定位， 使学习者更易于掌握知识体系，也易于交互控制学习目标。

3.动态变化的时空特性

学习资源画面中的色彩表征知识目标形态，在时空维度上是动态的，会影响学习者对知识目标的指向与集中。这是因为色彩目标在时间维度上的动态变化（出现频率、延续时长、动与静止等），以及色彩目标在空间维度上的动态变化（位置、大小、移动轨迹等），易于与知识目标的变化保持一致。 因此，色彩目标信息与知识目标的一致性及其随动关系，有利于学习者在学习资源画面中凸显知识目标，缩短对知识目标的搜寻时间，便于交互操作以及保持对知识目标注意的稳定跟踪。

综上所述，色彩表征的基本特性，便于学习者形成具象和抽象联想的色彩心理效应， 便于形成良好的简单易学的学习体验，便于交互和搜索知识目标，这些也正是提高学习注意作用的正相关因素。

四、学习资源画面色彩表征对学习注意影响的分析

（一）色彩表征影响学习注意的机制

知识表征会在学习者心里产生两个不连续的心理编码：其一是“字词和概念”，是以符号形式进行心理编码的；其二是“意象”，是以感觉形象形式进行心理编码（Paivio）的[16]。 在基于“意象”的心理表征系统中，包含着非空间的视觉特征，即“色彩或形状”的表征[17]。因而，学习资源画面中的色彩表征，会在学习者心里产生以感觉形象形式进行心理编码的视觉 “意象”。 视觉“意象”中的“意”，即学习者的情感、意识、经验；“象” 即学习资源画面中色彩表征知识对象的基本形态。因而，视觉“意象”是学习者选择某个“象”并注入“意”之后，在大脑中形成的主观形象性信息或联想， 或者说是色彩表征的基本形态在学习者注入自己的“意”之后，在大脑中的形象性反映。 可见，视觉“意象”是学习者对色彩表征进行学习注意加工的结果， 这种由注意加工形成的大脑中的信息是一种暂存信息，仍处于初加工的形象性素材形态，以便为随后的学习过程做好素材准备。

在视觉“意象”形成过程中，“色彩表征”和“注意加工”两个要素缺一不可，而且色彩表征作为事物信息的刺激特征之一，与注意资源、注意加工存在确切的关系[18]。 由于人对色彩表征的指向与选择是人对事物特征的敏感辨别和选择性加工的一种特异性指标[19]。 因而，在视觉“意象”形成过程中，“色彩表征”成为关键因素，其设计质量与特点，直接影响学习者的学习注意对事物特征信息辨识与提取的加工过程，进而影响视觉“意象”的结果。而视觉“意象”形象性信息越清晰、越精准地反映客观知识信息，在随后的学习过程中，才能越容易获取准确的知识。

一个完整的知识内容的色彩表征刺激， 会使学习者的学习注意加工过程呈现一种 “自动加工→序列加工→精细加工”的阶段性过程，导致“视觉意象”也会产生“模糊→清晰→精准”的变化过程。初期，在注意的“自动加工”阶段，只是在学习者的大脑中形成对知识内容形态的模糊“视觉意象”，促使学习者思维加工产生一种初步（浅层）的学习“领会”，即学习者对知识信息仅仅停留在初步了解的水平； 在注意的“序列加工”阶段，学习者能够跟随主观意识保持注意的稳定，形成清晰的“视觉意象”，促使学习者思维加工对知识关系形态产生一种较深层的学习“领会”；在注意的“精细加工”阶段，学习者能够跟随主观意识与经验合理分配自己的注意， 形成精准的“视觉意象”， 促使学习者的大脑思维加工对知识目标形态产生精准的学习“领会”，即学习者对知识信息有了更为清晰的认识并有所体会。

当学习者逐步对这些清晰、 精准的形象性信息进行了知觉编码并存储于短时记忆中， 才顺利地完成了学习“领会”阶段的全过程，才有可能过渡到下一个学习过程的“获得”阶段。学习注意到此，也完成了学习过程中的主要使命。

（二）色彩表征的基本形态对学习注意的具体影响

学习资源画面色彩表征对学习注意的具体影响，是通过其基本形态的设计介入的。如前述分析所知， 在色彩表征刺激下， 学习注意加工过程呈现出“自动加工→序列加工→精细加工” 的阶段性过程，这使学习者心理为应对这种过程自然地形成注意类型的“选择性注意→持续性注意→分配性注意”的变化过程。 那么，这种类型的变化，为色彩表征介入学习注意的影响，提供了适宜的途径。本文对色彩表征的基本形态进行了梳理， 确认以下三种形态对学习注意有着显著的影响。

1.知识内容形态对选择性学习注意的影响

色彩表征的知识内容形态承载着色彩内容，色彩内容会引发具象联想， 如， 红色会使人联想到国旗、鲜血等，在客观上强化了学习者对知识内容的辨识。知识内容形态的外部刺激特征必须是可分化的、可辨识的，学习者才可能对其产生注意的选择。色彩内容是从知识内容形态的其他刺激特征中分化出来的，是一种可辨识的色彩刺激特征编码，会形成显性刺激驱动。 显性刺激驱动的学习注意无需占用注意资源， 学习者会本能地对知识内容实施一种初级的注意加工，即学习注意的“自动加工”。

在学习注意的“自动加工”阶段，学习者注入主观之“意”到客观之“象”上，大脑瞬间接受色彩内容显性刺激，会形成一种模糊的、不稳定的、粗浅的、初期的“视觉意象”，此时的“意”即学习者的“情感”；“象”即色彩表征的“知识内容形态”。 学习者通过思维加工对知识信息仅能产生一种“浅层领会”。因而，色彩表征的知识内容形态， 会对选择性学习注意产生直接的影响。

2.知识关系形态对持续性学习注意的影响

色彩表征的知识关系形态承载着色彩关系，色彩关系作为一种抽象色彩信息会引发抽象联想，如，红色会使人联想到热情、危险，这在客观上暗示了学习者对知识关系的追逐， 促使学习者维持对知识内涵与外延的稳定思考。由于色彩关系、知识关系均各具特征，需要提取两者皆具有的、便于融合的共同特征进行叠加， 才能形成色彩表征知识关系形态的特征整合体。此时，学习注意不再单独接受色彩内容显性刺激的驱动， 而是被附加了色彩关系隐性刺激驱动。学习者主动地注意“色彩关系+知识关系”特征整合体，持续性学习注意得以支撑，因而，需要占用一定的注意资源，对知识关系实施“注意的深加工”，即“序列加工”。

在学习注意的“序列加工”阶段，学习注意是对知识信息“扫描→整合→确定”的序列加工过程，大脑接受色彩关系隐形刺激，开始序列“扫描”刺激系列中的对象，在“整合”色彩刺激特征编码的过程中，大脑接受了完整的视觉刺激，进而可以“确定”是否存在某个特征整合体。 注意的序列加工，使学习者大脑中模糊的“视觉意象”变得逐渐清晰起来，并具备了稳定性、序列性，此时的“意”即学习者的“意识”；“象”即色彩表征的“知识关系形态”。 学习者通过思维加工，会对知识信息产生“较深层领会”。 因而，色彩表征的知识关系形态，会对持续性学习注意产生直接影响。

3.知识目标形态对分配性学习注意的影响

色彩表征的知识目标形态承载着色彩目标，利用色彩目标可凸显出当前所学知识内容集合的独立结构，会使知识目标形态更为鲜明。色彩目标的相对凸显性，决定了注意是否朝向知识目标的具体位置，当学习注意到达最活跃的位置时， 将所捕获到的知识目标提取出来，以备对其进一步精细分配。 此时，学习者主动地注意“色彩目标+知识目标”叠加而成的特征整合体，由于其时空变化机制较为复杂，学习注意从完整的刺激驱动升级为目标驱动， 分配性学习注意得以支撑。由于此时注意的集中程度最高，因而，需要占用的注意资源最多，形成对知识目标实施注意的精加工，即“精细加工”。

在学习注意的“精细加工”阶段，学习注意是对知识信息“捕获→提取→分配”的精细加工过程，知识目标的突现更易于大脑对特征整合体的注意 “捕获”；相同或具有统一特征的色彩目标，更易于大脑对知识目标的“提取”；色彩刺激特征排列越合理，对知识目标的注意“分配”就越容易。学习注意的精细加工使学习者大脑中已经稳定的“视觉意象”变得更为精准、正确，此时的“意”即学习者的“经验”；“象”即色彩表征的“知识目标形态”。学习者通过思维加工，会对知识信息产生“精深领会”。因而，色彩表征的知识目标形态，会对分配性学习注意产生直接影响。

（三）色彩表征与学习注意的关系模型

综上所述， 本研究提出了色彩表征与学习注意的关系模型，如图2 所示。该模型表达了色彩表征在学习注意过程中的重要作用：其一，色彩表征的知识内容形态， 避免了在选择性学习注意的瞬间可能出现的信息过滤现象； 其二， 色彩表征的知识关系形态， 避免了在持续性学习注意期间可能出现的注意衰减现象；其三，色彩表征的知识目标形态，避免了在注意资源分配过程中可能出现的注意瞬脱现象。

总之，在学习注意的过程中，色彩表征增加了学习者对知识信息多阶段注意的几率， 有助于学习者高效利用有限的学习注意资源， 产生正确的视觉意象，实现对知识信息的领会。

五、影响学习注意的色彩表征设计的操作模型

（一）影响学习注意的色彩表征设计形式

确定行之有效的色彩表征设计形式，是构建操作模型的首要任务。设计形式是学习资源画面要素及属性的表现形式，每一种设计形式必定具有其对应的形式设计功能。 从色彩表征影响学习注意的目标出发，借鉴美术平面设计理论的“点、线、面”的画面构成基本元素概念， 将画面色彩与平面构成元素相结合，提出三种色彩表征设计形式：画面中色彩信息“点”即色彩信号；画面中色彩信息“线”即色彩线索；画面中色彩信息“面”即色彩编码。 这三种设计形式相互连接，相互融合，共同构成色彩表征设计的综合形式。

1.色彩编码设计形式

图2 色彩表征与学习注意的关系模型

色彩编码是编码的一种， 是以色彩为代码的视觉信息编码， 即学习资源画面中反映相关知识组块的色彩元素矩阵，主要用于对色彩内容的组织，是反映知识实质、再现真实情境色彩内容的设计形式，其设计作用是为了使学习者在大脑中产生初步的 “视觉意象”。 根据色彩三属性，对色彩编码的设计形式包括色相编码、明度编码、纯度编码。 不同的色彩编码会在学习者大脑中产生冷暖意象、轻重意象、远近意象、软硬意象、膨胀意象与收缩意象、前进意象与后退意象等不同的视觉意象[20]，这即是色彩编码的具体设计类型。

Mayer 认为，学习资源的设计应呈现出人性化的特征，包括鲜明且具有吸引力的色彩[21]。有研究通过眼动实验证明， 有色彩编码设计的多媒体学习资源比无色彩编码能产生更好的学习效果[22]；Plass 认为，情绪设计与学习资源的呈现方式有关， 可以通过改变学习资源的色彩内容， 诱发学习者的内部情绪[23]。还有研究利用孟塞尔色立体的色彩三属性（色相、明度、纯度）在知觉上的等距划分，进行色彩编码的注意捕获实验， 验证了低明度色彩编码背景的认知目标绩效优于高明度色彩编码背景。结果表明：利用色彩编码可以降低视觉信息混乱，提高认知绩效，优化界面（画面）设计[24]。

色彩编码设计更适合知识内容形态的设计，这是因为色彩编码设计是在动态画面（视频、动画）、静态画面（文本、图形、图表、图片、图像）、具身画面（AR 与VR）、创客空间等学习场景中建立色彩内容与知识内容之间的关联，更容易产生选择性注意，有利于注意的持续与正常发展。 在学习注意的自动加工阶段， 色彩编码是视觉信息中一种独立的特征编码，为选择性学习注意的形成创造了客观条件，便于学习者尽快建立初期的“视觉意象”。 有效的色彩编码设计会瞬间吸引学习者， 将知识内容信息拉入到自己注意过程的“自动加工”阶段，使学习者身临其境，产生情感共鸣，并形成选择性注意，进而初步“领会”知识内容。

2.色彩线索设计形式

色彩线索是线索的一种， 是以色彩为代码的视觉信息线索， 即学习资源画面中链接知识结构的色彩元素关联信息，主要用于对色彩关系的调节，是整合知识材料的一种连续的、 内隐的色彩关系设计形式，其设计作用在于使学习者大脑产生较稳定的“视觉意象”。 根据色彩三属性，色彩线索的设计形式分为色相线索、明度线索、纯度线索。 不同的色彩线索会在学习者大脑中产生关联线索、结构线索、递推线索、强化线索等不同的视觉线索，即色彩线索的具体设计类型。

线索在多媒体学习中是一种吸引学习注意、促进学习者组织、 选择、 整合学习资源的非知识信息（如，色彩、箭头、高亮），可以降低学习者的外在认知负荷，进而优化学习效果。 但线索的加入，在有效引导注意和提高学习效果上是否具有稳定性？ 学界对此仍存在不一致的结论[25]。 线索的本质是对注意指向的引导[26]，对线索的研究范式常把视觉线索分为有效线索、无效线索和中性线索。考虑到学习资源画面中的线索设计是为了对知识关系的明确辨识、为知识目标的有效搜索做好铺垫， 本研究拟将色彩线索假设为一种有效的视觉线索。

色彩线索设计更适合知识关系形态的设计，这是因为，色彩线索设计是在学习资源画面中建立色彩与知识关系之间对应关系。即利用色彩关系映射知识关系，将知识按其内在结构或顺序组接起来。 在学习注意的序列加工阶段，色彩线索作为一种连续的特征整合体，会占用学习者一定的注意资源，这为持续性学习注意的形成创造了客观条件，便于学习者建立清晰的、有序的、稳定的“视觉意象”。 有效的色彩线索设计，会促使大脑形成对知识关系的认知情绪或认知路径， 促使学习者将知识关系拉入到自己注意过程的“序列加工”阶段，使学习者产生理性的认知，并形成持续性注意，进而深刻“领会”知识关系。

3.色彩信号设计形式

色彩信号是信号的一种，是以色彩为代码的视觉信号，即学习资源画面中提示知识目标之间相互切换的色彩元素指令信息，主要用于对色彩目标的控制，是促进高效交互操作的一种迅及的、 外显的色彩目标设计形式， 其设计作用就是为了使学习者大脑中产生精准的“视觉意象”。 依据色彩三属性的色彩信号的设计，可分为独立色彩（单色）的构成、混和色彩（多色）的构成、标志色彩（社会普遍认同的标志性色彩）的构成这三种形式。 不同的色彩信号，会在学习者大脑中产生提示信号、禁止信号、反馈信号等不同的视觉信号，这即是色彩信号的具体设计类型。

有研究表明，当利用色彩凸显学习者集中注意的画面区域时，会促进有效学习的发生[27]；在复杂的人机交互紧迫的时间压力下，操作者利用色彩信号可以对多个信息量进行快速识别[28]。 不同的色彩会传递出不同的“信号”，在描述事物细节方面不同的色彩存在差异，如，红色代表“焦点”、蓝色代表“重点”[29]。可见，不同的色彩信号会产生不同的认知功效。

色彩信号设计更适合知识目标形态的设计，这是因为色彩信号设计是一种引导交互操作的色彩符号设计，包括：便于提示操作步骤的色彩符号设计；便于表达允许或禁止交互操作的色彩符号设计；便于学习结果反馈的色彩符号设计等。 在学习注意的精细加工阶段， 色彩信号作为一种凸显的特征整合体，为分配性学习注意的形成创造了客观条件，使学习者易于建立精准而正确的“视觉意象”。 有效的色彩信号设计， 可以让学习者将知识目标从外部资源环境拉入到注意过程的“精细加工”阶段，明确知识目标的指向性，有利于学习者实施注意分配，有效执行交互操作， 及时收到反馈信号， 并对知识有所体会，即对知识信息形成精深的“领会”。

（二）影响学习注意的色彩表征设计的主要因素分析

为了确定影响学习注意的色彩表征设计的主要因素和设计任务， 本研究首先进行了两轮专家意见征询（专家征询对象是多年来一直关注多媒体画面语言学研究的教育技术领域十一位专家），以明确具体设计要素； 进而， 又进行了第三轮专家意见征询（征询对象是教育资源网站的界面设计人员）， 以明确具体的设计工作。

本研究采用李克特五点量表整理征询结果。如表1 所示，各类目标影响程度包括：基本属性中的色相、明度、纯度；动态属性中色彩的面积、大小、位置、移动轨迹；心理属性中色彩的联想、情感、偏好、兴趣；学习者的学段、年龄、性别、民族、所学专业、知识基础、学习风格；学习资源画面要素的图、像、文、交互；知识类型中的程序性知识、陈述性知识、事实性知识。

表1 影响学习注意的色彩表征设计主要因素

第三轮意见征询结果落实了色彩编码设计形式、色彩线索设计形式、色彩信号设计形式分别对应的具体设计工作。如表2 所示，针对一级指标细化三种色彩表征设计形式的二级指标， 色彩表征的每种设计形式、 每种设计形式都具有其各自的设计特点与不同的设计工作。

表2 各类色彩表征设计形式对应的具体设计工作

（三）影响学习注意的色彩表征设计操作模型之构建

操作模型的构建， 依据上述理论分析与专家意见征询的结果， 对色彩表征的设计流程进行系统梳理。色彩表征设计的研究，植根于我国教育技术学本土理论“多媒体画面语言学”的研究。 多媒体画面语言学（Linguistics for Multimedia Design，LMD）理论，是一种符合建构主义学习理论思想的教学媒体设计理论，该理论重视教育系统各要素的全面考量[30]，已逐步形成多媒体画面语言学科学体系。因此，在色彩表征设计中， 我们将知识信息与色彩表征设计整合到一个多媒体画面设计的逻辑框架，具体如下所述。

1.设计流程

（1）学习注意类型的分析。学习资源画面色彩表征设计除了正确的表征知识信息， 还应实现对学习注意的管控， 确定学习注意的类型是构建操作模型的第一步。 如前所述，学习注意包括“选择性学习注意、持续性学习注意、分配性学习注意”三种类型。

（2） 色彩表征设计形式的分析。 根据上述学习注意的类型选用相应的色彩表征设计形式，是构建操作模型的第二步，具体包括：（1）选用管控选择性学习注意的色彩编码设计形式；（2）选用管控持续性学习注意的色彩线索设计形式；（3）选用管控分配性学习注意的色彩目标设计形式。 这三种设计形式在学习者大脑中形成“初级的视觉意象→稳定的视觉意象→正确的视觉意象”创设条件，最终实现学习者对知识信息“浅层领会→较深领会→精准领会”这一过程。

（3）色彩表征语义设计。色彩表征语义设计是实现“色彩信息+知识信息”信息架构的设计，即建立色彩表征与知识之间的内在关联，包括组织色彩内容、调节色彩关系、控制色彩目标。 具体而言：①组织色彩内容是为了正确表达知识内容，对色彩基本属性、心理属性中的联想与情感因素进行综合分析， 对知识内容的色域数据进行设置与着色的设计； ②调节色彩关系是为了平衡知识之间的深层关系， 对色彩基本属性、心理属性中的兴趣与主观色彩偏好、动态属性的位置与移动轨迹等因素进行综合分析， 对知识关系的色域数值进行设置与着色的设计； ③控制色彩目标是为了凸显知识目标、促进交互操作，对色彩基本属性、心理属性中的兴趣与主观色彩偏好、动态属性中的位置与数量进行综合分析， 对画面的交互功能的色域数值进行设置与着色的设计。

（4）色彩表征语用设计。色彩表征语用设计是实现“色彩信息+学习者/学习环境/教师”功能架构的设计，即建立色彩表征与学习环境（学习者、媒介、教师）之间的内在关联。 王志军、吴向文等学者从基于大数据的学习资源画面设计的研究视角指出， 色彩是一种基于学习者本能的情感体验数据[31]，可见，色彩表征语用设计与学习者的个体差异关系密切。 具体而言：其一，要建立色彩表征与学习者之间的内在关联，主要分析学习者的年龄、民族、学段、性别、知识基础、学习风格、所学专业等差异；其二，要建立色彩表征与教师之间的关联， 主要分析教师的个体差异，包括年龄、性别、民族、学历与职称、所在学校、教龄等；其三，要建立色彩表征与媒介之间的关联，主要分析媒介的差异，包括课上的正式学习（PPT、网络课堂等）、课前与课后的非正式学习如慕课、微课、创客教育、 移动学习（笔记本电脑、 平板电脑、 手机App、微信）、混合式学习等。

（5）色彩表征语构设计。色彩表征语构设计是实现“色彩信息+画面构成”视觉传达的设计，即建立在色彩表征与画面构成要素（图、文、像、交互）之间的内在关联基础上的设计。 具体而言， 包括色彩布局（面、线、点）、色彩选择（单色、多色、混色）、色彩对比（弱、中、强）等色彩匹配设计，落实画面的色彩表征基本属性、心理属性、动态属性的设置。

在语构设计中，支配画面“学习注意”心理活动的最关键的两种色彩表征手段是“聚焦设计”与“融合设计”[32]。 色彩表征的融合设计，是通过“自然色”或“真实色”表达知识本质，或通过“近似色”的排列组合或弱对比形成画面整体融合的设计， 以促进学习者对主要知识内容的选择性注意和持续性注意；色彩表征聚焦设计，是指通过“对比色”的排列组合或强对比形成画面局部聚焦的设计， 促进学习者对凸显的知识目标的持续性注意和分配性注意。

2.模型架构

综上， 色彩表征设计的操作应以学习注意的类型分析为起点，最终通过“聚焦”与“融合”的设计手段实现画面色调的和谐统一。因此，我们归纳形成的影响学习注意的色彩表征操作模型，如图3 所示。

图3 影响学习注意的色彩表征设计操作模型

影响学习注意的色彩表征操作模型，整体上呈现出了流程图的形式， 为设计者指明了具体的操作步骤， 突破了对色彩表征设计工作认识模糊的壁垒，为进一步制定、修正、验证色彩表征设计规则提供了研究依据。 需要指出的是：色彩表征语义设计的前提是设计者对知识内容的正确理解；色彩表征语用设计的前提是设计者对教师、学生、媒介的深刻把握，只有在前两种前提之下，才能产生科学合理的色彩表征语构设计。这是色彩表征设计必须要考虑的问题，如此，才能保证色彩表征设计不会偏离知识表征的方向。

（四）色彩表征设计策略分析

学习资源画面中的色彩内容、色彩关系、色彩目标三类色彩信息不是孤立的， 而是附着在画面要素中相互作用、相互影响的综合体，在同一画面中应形成统一而不失变化的视觉融合效果， 避免出现如下负向影响：其一，色彩刺激引发的条件反应过高，色彩内容的显性刺激程度过强， 剥夺了知识内容本身的意义，导致色彩关系“失衡”，使学习者“对色彩的兴奋程度”大于“对知识本身的兴奋程度”，出现注意朝向反射的现象；其二，在色彩目标转换的过程中，视觉线索和视觉信号过多， 色彩目标的指向性不明确、不集中，导致知识目标的基本脉络不清晰，削弱色彩表征的设计功效，出现注意分散的现象。为了避免出现上述负向影响， 本研究依据上述关系模型和操作模型的构建理念， 梳理出三条色彩表征影响学习注意的设计策略。

1.定位策略

从画面语义设计的视角来看， 色彩表征设计应包括三项定位策略：（1）设计者应对反映知识内容的自然色彩信息进行采集、储存、分析、加工，形成知识内容典型特征的定位表达， 使学习者更易于对知识信息的初步“领会”，即知识内容的“色彩感知设计”定位策略；（2）设计者应对反映知识关系的色彩信息进行采集、搭配、嵌套、结构调整，形成对知识结构的定位表达， 使学习者更易于对知识信息的深刻“领会”，即对知识关系的“色彩结构设计”定位策略；（3）设计者应对反映知识目标的色彩信息进行采集、搭配、位置调整、大小调整、形成对知识目标交互功能的定位表达， 使知识目标更易于对知识信息的精准“领会”，即对知识目标的“色彩符号设计”定位策略。

2.管控策略

从画面语用设计的视角来看， 色彩表征设计应包括三项管控策略：（1）设计者应考量学习者在初期领会知识内容的个体差异，通过组织色彩内容，满足学习者情感需求，使学习者迅速、鲜明地产生选择性注意的本能反应，自然地开始学习，即色彩表征设计对知识内容形成初期视觉意象的管控策略；（2）设计者应考量学习者领会知识关系的认知路径， 通过调节色彩关系，满足学习者认知需求，使学习者产生持续性学习的内需，有序地进行学习，即色彩表征设计对知识关系形成稳定视觉意象的管控策略；（3）设计者应考量学习者领会知识目标的交互需求， 通过控制色彩目标来暗示学习者如何进行交互操作， 有效地捕获知识目标，有针对性地学习，即色彩表征设计对知识目标形成正确视觉意象的管控策略。

3.匹配策略

从画面语构设计的视角来看， 色彩表征的设计应包括三项匹配策略：（1）设计者应对色彩与色彩之间进行艺术匹配设计，对互补色、邻近色、冷暖色、深浅色、有色与无色、花色与纯色等各类色彩组合进行合理的组合搭配， 使学习者产生轻松愉快的学习体验，促进“选择性学习注意”的出现，即色彩内容设计促进情感投入的艺术匹配策略；（2）设计者应对色彩内容与知识内容、色彩关系与知识关系、色彩目标与知识目标三方面进行关联匹配设计， 使学习者产生充盈的学习体验，促进“持续性学习注意”的产生，即色彩结构设计促进认知投入知识关联匹配策略；（3）设计者应对色彩信息与知识信息进行“双重匹配设计”，也就是说，既要进行艺术匹配设计，也要进行关联匹配设计。 双重匹配策略能够实现色彩信息与知识信息之间的“关联匹配”超越，或大于色彩与色彩之间的“艺术匹配” 知识表征功效的“色彩符号设计”，设计者只有实现双重匹配的设计策略，才能促进“分配性学习注意”的产生。

六、总结与展望

本研究通过对相关理论的研究以及专家意见的征询，构建出学习资源画面中色彩表征影响学习注意的关系模型与操作模型，均属多媒体画面语言学创新性理论与应用研究的阶段性成果。 首先，通过分析色彩表征的画面特征和基本形态，厘清了色彩表征与学习注意的关系；然后，基于认知心理学理论及已有相关研究，提出了色彩编码设计、色彩线索设计、色彩信号设计这三种核心新颖的设计形式；最后，在此基础上，参考三轮专家咨询意见，构建了色彩表征影响学习注意的操作模型，明确了色彩表征的设计流程，并提出了色彩表征促进有效学习注意形成的设计策略。

当然，这只是一个初步的研究成果，提出设计策略之后，后续还需依据实证研究，运用脑电波技术、眼动追踪技术、 学习行为测量技术等相结合的多模态数据分析手段，进行实证研究，以细化为一系列的语法规则， 实现对学习资源画面色彩表征的精准设计。 需要指出的是，在学习资源画面中，影响学习注意的因素有很多， 色彩表征仅仅是影响学习注意的一种“诱因”。由于色彩现象极其复杂，而注意的心理机制尚存争议， 本研究仅从优化学习资源画面设计的研究视角， 探讨色彩表征支持有效学习注意形成的各种可能， 试图为学习资源画面的有效设计提供科学依据，进而形成有效的设计规则。